Пакети, роутери й шлях, яким проходять ваші дані

Попереднє заняття простежило один клік від вашого Mac до сайту. Це заняття уповільнює крок «з’єднання»: що таке пакет, як роутери вирішують, куди його надіслати, і як ви можете самі спостерігати цей шлях.

Ваше повідомлення, нарізане на шматки

Ніщо з того, що ви надсилаєте через інтернет, не подорожує одним шматком. Як пояснює Навчальний центр Cloudflare, дані розбиваються на невеликі сегменти, звані пакетами, перш ніж покинути ваш пристрій, а потім знову складаються тим, хто їх отримує. Це зветься комутацією пакетів: оскільки пакети багатьох різних комп’ютерів можуть ділити ті самі дроти й обладнання, мільярди пристроїв можуть обмінюватися даними в тих самих мережах одночасно, кожен пакет пересилається незалежно і не обов’язково прибуває в тому самому порядку, у якому був надісланий.

Роутери: рішення на кожному стрибку

Пакет не подорожує напряму до місця призначення. Його передають від одного роутера до наступного, і кожен роутер сам обирає, куди надіслати його далі. Cloudflare описує роутери як такі, що читають заголовок пакета — частину, яка називає місце призначення, — і звіряють це з таблицею маршрутизації, подібно до того, як провідник поїзда перевіряє квиток, щоб вирішити, на яку платформу піде пасажир. Таблиці маршрутизації можна налаштувати вручну (статична маршрутизація) чи оновлювати автоматично в міру зміни умов (динамічна маршрутизація), так само як застосунок карт перебудовує маршрут в обхід затору. Роутер робить це мільйони разів на секунду, для мільйонів пакетів, від багатьох різних відправників одночасно.

Оскільки інтернет — це мережа багатьох незалежно керованих мереж, одне з’єднання із сайтом зазвичай перетинає кілька з них: вашу домашню чи офісну мережу, вашого провайдера, одну чи більше транзитних мереж і, нарешті, мережу, що хостить сайт. Ніхто не володіє всім шляхом, і жодна окрема компанія не бачить його весь.

Спостереження за шляхом самостійно: traceroute

macOS постачається з інструментом, що показує цю подорож стрибок за стрибком. Навчальний центр Cloudflare пояснює, що traceroute працює, надсилаючи пакети з поступово зростаючим значенням часу життя, тож кожен роутер на шляху надсилає у відповідь невелике повідомлення про помилку, розкриваючи себе, по одному стрибку за раз. Результат — список роутерів, через які пройшов ваш пакет, і скільки часу зайняв кожен стрибок.

$ traceroute 1.1.1.1

Справжнє трасування до 1.1.1.1 від Cloudflare, показане у власній документації Cloudflare, виглядає приблизно так: роутер у вашому домі, потім один-два стрибки всередині вашого провайдера, потім одна чи більше мереж, про які ви ніколи не чули, перш ніж нарешті досягти місця призначення. Деякі стрибки показують три зірочки (* * *) замість часу: це зазвичай означає, що роутер налаштований не відповідати на traceroute, а не що щось зламане.

Перетин океанів: кабелі, яких ви ніколи не бачите

Для з’єднання між континентами пакети дуже ймовірно в якийсь момент подорожують через підводний оптоволоконний кабель. Міжнародний комітет захисту кабелів (ICPC), організація урядів і власників кабелів, заснована 1958 року, зазначає, що ці кабелі несуть міжнародний голосовий і цифровий трафік дешевше й надійніше, ніж супутники: дзвінок, якому інакше довелося б подолати десятки тисяч кілометрів до супутника й назад, натомість може йти напряму по дну моря. Одна пара волокон в одному з цих кабелів може нести оцифровану пропускну здатність, яку ICPC описує як еквівалент 150 000 000 одночасних телефонних дзвінків, і кожен кабель зазвичай об’єднує кілька таких пар волокон. Оскільки несправність чи якір судна можуть перерізати кабель, галузь покладається на наявність кількох незалежних маршрутів, а не єдиної лінії між будь-якими двома регіонами.